Аберрации высших порядков

Аберрациями врачи-офтальмологи именуют существенные искажения изображения. Примерами таких дефектов следует назвать близорукость и астигматизм. К аберрациям высших порядков (АВП) относится дистросия, кома. Еще одна категория искажений — сферические аберрации.

Что это такое?

Аберрации возникают тогда, когда световые лучи проходят через любые оптические структуры ока:

слезную пленку;
хрусталик;
роговицу;
стекловидное тело.

При изменениях в перечисленных глазных отделах АВП могут усиливаться. К появлению аберраций приводят рубцы на роговице, любое помутнение хрусталика, недостаточность слезной пленки. Причиной появления таких изменений становятся деформации стекловидного тела.

Аберрации ухудшают зрение, что доставляет больному человеку дискомфорт. Врачи-офтальмологи так описывают проявления АВП:

искажение картинки, рассматриваемых предметов;
ореолы возле источника света;
наличие бликов;
двоение изображения;
размытость картинки.

Все это снижает качество зрения. Некорригированые аберрации высших порядков могут стать причиной более сложных глазных заболеваний.

Диагностика

Определение искажений волнового фронта используется в офтальмологии не так давно. Диагностика АВП стала возможной после появления технологии, в основе которой лежит компьютерный анализ отклонения лучей света при их прохождении до сетчатки.

Врачи диагностируют искажения волнового фронта с помощью специального устройства. Для этих целей используются аберрометры — оптические устройства, дополненные встроенным компьютерным обеспечением. Такие приборы с высокой точностью находят погрешности в оптической системе, определяют уровень влияния дефектов на зрение.

Чтобы детально проанализировать зарегистрированные аберрометром искажения, офтальмологи применяют специальный математический аппарат. Работа такого аппарата основывается на использовании полиномов Цернике. Порядок АВП определяется максимальной степенью полиномов.

Математический формализм, используемый при определении порядка АВП, был введен немецким ученым Zernike. Если коэффициенты Цернике приближены к нулю, то оптическая система может считаться хорошей.

Среди всех существующих аберраций значимыми являются сферические аберрации, кома. Необходимо понимать, что чем сложнее волновой фронт, тем выше порядок АВП. Разнообразие современных офтальмологических приборов позволяет оценивать количество, а также качество аберраций высоких порядков.

Причины появления искажений

Погрешности оптической системы ока — это результат искажения лучей света при их прохождении через функциональные структуры. Есть достаточно много причин того, почему возникают аберрации:

увеличение диаметра зрачка;
разрушение слезной пленки;
прозрачность хрусталика;
аккомодация и ее спазм;
ношение контактных линз;
прозрачность внутриглазной жидкости.

Если диаметр зрачка составляет до 5 мм, то могут проявляться аберрации третьего порядка. При увеличении зрачка до 8 мм уже наблюдаются аберрации четвертого порядка. АВП оказывают минимальное влияние на качество зрения в том случае, когда диаметр зрачка равен 3,22 мм.

Деформация слезной пленки способствует возникновению погрешностей оптической системы. Распространенной разновидностью разрушения слезной пленки является синдром сухого глаза. Дело в том, что слезная пленка не может восстанавливаться при больших зрительных нагрузках, неправильном питании, приеме некоторых лекарственных препаратов.

Научно доказано, что аберрации высоких порядков усиливаются в возрасте 30-60 лет. Это объясняется просто: с возрастом эластичность хрусталика снижается, он не полностью компенсирует роговичные аберрации. Такая же ситуация наблюдается при спазме аккомодации.

Постоянное ношение мягких контактных линз может вызывать волновые монохроматические АВП. Жесткие контактные линзы уменьшают аберрации 2 порядка. Специалисты утверждают, что асферичная поверхность ЖКЛ вызывает сферические аберрации. Снижение остроты зрения могут провоцировать асферические линзы. Мультифокальные контактные линзы инициируют аберрации пятого порядка.

О коррекции АВП

Глаз человека нельзя назвать совершенной системой, поэтому аберрации той или иной степени есть у всех. В ряде случаев аберрации не нуждаются в коррекции, если они не ухудшают качество зрения.

Для коррекции погрешностей оптической системы глаза окулистами используются разные методы. Все существующие способы коррекции условно разделяются на две группы. Первая группа — это методы, которые основаны на определении АВП у конкретного пациента. С учетом полученных данных офтальмолог назначает пациенту индивидуальные средства коррекции.

Вторая группа — это контактные линзы массового производства. Применение технологии волнового фронта позволяет компенсировать влияние сферических АВП на качество зрения. Специальная адаптивная оптика обеспечивает высокие показатели зрения при аберрациях.

Альтернативным вариантом адаптивной оптики считается рефракционная терапия. Современное хирургическое изменение силы роговицы позволяет применять индивидуальные программы для получения высокого зрения. При рефракционной терапии обязательно учитываются данные абберометрии.

При исправлении дефокуса хирург добавляет пациенту АВП. К росту аберраций приводит и формирование роговичного лоскута с использованием микрокератома. Рост аберраций высоких порядков наблюдается в период заживления после применения ЛАСИК.

Как аберрации высших порядков влияют на зрение?

Офтальмологи обратили особенное внимание на проблему аберраций через ухудшение качества зрения пациентов, которые перенесли корнеорефракционные операции. Такие больные жаловались на искажение границ предметов, а также на снижение уровня темновой адаптации.

Известный офтальмолог-хирург Палликарис в 2001 году определил, что у каждого человека есть «динамический зрительный фактор». Хирург с мировым именем предположил, что аберрации могут повышать и понижать зрение.

Любые аберрации второго порядка способствуют ухудшению зрения. Речь идет о миопии, отклонениях призматических и подобных патологиях.

АВП незначительно влияют на зрение, а важную роль играет диаметр зрачка. Если зрачок имеет большой диаметр, то влияние АВП увеличивается.

В ряде случаев при маленьком диаметре зрачка АВП провоцируют плохое зрение. Типичным примером можно назвать кератоконус — сложное заболевание роговицы. Неправильная форма роговицы не позволяет лучам света сфокусироваться, а это приводит к искажениям изображения. Такие АВП не корригируются традиционными способами.

Аберрации высших порядков однозначно влияют на зрительные функции. Многое зависит от возраста пациента, толщины роговицы, диаметра зрачков. Большое значение имеют показатели внутриглазного давления, спазм аккомодации.

Положительная роль АВП в том, что они способны увеличить глубину фокусной области. С одной стороны, при полном устранении аберраций будет наблюдаться контрастная инверсия всех воспринимаемых изображений. В этом случае АВП служат механизмом коррекции качества воспринимаемого изображения. С другой стороны, отсутствие аберраций с небольшим уровнем дефокусировки может устранить стимул к аккомодации.